Soutenance mémoire
Au Canada l’aménagement forestier extensif est dominant, et les taux de croissance des forêts primaires sont faibles. Les longues révolutions qui en découlent sont un frein à la demande future de bois et de matière ligneuse à l’échelle mondiale. Les plantations d’essences à croissance rapide sont considérées comme la principale alternative pour produire plus de bois sur des surfaces plus petites tout en préservant les forêts primaires (Anderson et Luckert, 2007 ; Heilman, 1999). Au Canada, bien que la ligniculture soit récente, les plantations de peuplier hybride (Populus spp.) peuvent atteindre des accroissements de 6 à 29 m³ /ha/an (Park et Wilson, 2007). Contrairement à il y a quelques décennies, le peuplier est maintenant une essence prisée par l’industrie. Son bois est utilisé dans la fabrication des panneaux de particules, des poutres lamellées, des contre-plaqués, de sciages destinés à des utilisations multiples et pour la production de pâte et de papier. De plus, la pratique de l’élagage permet d’augmenter la proportion de bois avec une plus forte valeur ajoutée et de valoriser des débouchés tels que le contre-plaqué et le déroulage.
La production de bois sans défauts est en effet accélérée dans les peuplements en plantation par des élagages. Bien que les réponses en termes de croissance à différentes intensités d’élagage aient été étudiées, les effets physiologiques de l’élagage sont encore largement inconnus. La connaissance de ces effets nous permettrait de développer divers scénarios sylvicoles pouvant s’adapter à des conditions de croissance variées, plutôt que d’y aller à tâtons, par essais et erreurs. Par exemple, l’enlèvement d’une partie du feuillage causé par l’élagage agit sûrement sur le régime hydrique des arbres, qui pourrait alors être utilisé en conditions de sécheresses temporaires. Les changements physiologiques qui s’opèrent chez les arbres élagués pourraient également varier en fonction de la saison d’élagage, de par les différents stades physiologiques causés par les changements de saisons. De la sorte, le traitement pourrait être modifié en fonction des conditions climatiques. Enfin, une réponse fréquente des peupliers à l’élagage est la production de branches épicormiques ou gourmands. Bien que l’on sache que leur production est reliée à la mise en lumière soudaine du tronc, on ne sait pas si la production de ces gourmands constitue un coût énergétique pour l ‘arbre (au détriment de la croissance en diamètre), ou alors si cela constitue un bénéfice, par la production importante et rapide de feuillage qui contribuera à la photosynthèse de l’arbre.
L’élagage: définition et principe d’application
D’après les différents guides sur la populiculture disponibles au Canada (Boysen et Strobl, 1991 ; Portier et al., 2011 ; van Oosten, 2006), l’élagage est un terme générique qui englobe 3 opérations :
– la taille de formation; elle vise à donner rectitude et solidité à un arbre en éliminant les têtes doubles ou multiples ainsi que les branches qui par leur fort développement déséquilibrent le port de l’arbre.
-L’élagage; il a pour but de produire du bois sans nœuds en coupant des branches mortes ou vivantes de la partie inférieure du tronc.
-L’émondage; il complète l’élagage en supprimant les gourmands qui se développent sur le tronc à partir de bourgeons épicormiques. Ces diverses opérations sylvicoles permettent d’améliorer la forme et la qualité des bois en contenant les défauts engendrés par la coupe des branches à un noyau central, augmentant ainsi la proportion de bois sans défaut (Kerr et Morgan, 2006 ; Montagu et al., 2003 ; Polge, 1969; Tak:iya et al., 2009). En effet, chaque branche produit un nœud sur le tronc et abaisse ainsi la valeur commerciale du bois (Neilsen et Pinkard, 2003). La résistance mécanique est altérée par la présence de nœuds, et le fil du bois est dévié au voisinage des nœuds ce qui peut occasionner des défauts dans les produits finis. De la sorte, en Europe le prix des feuillus précieux peut varier de 200 à 1000 € par m3 selon la qualité (Oosterbaan et al., 2009). Dans les premières années de la plantation on privilégie la taille de formation car la rectitude de la bille de pied est primordiale pour un bois de qualité (Hubert et Courraud, 1994). Pour l’élagage il est préférable d’intervenir quand les arbres sont âgés entre 3 et 5 ans, ou quand le diamètre à 1,30 rn de l’ arbre se situe entre 8 et 10 cm (Gagnon, 2006). Néanmoins, ces chiffres peuvent varier en fonction de la vitesse de croissance des arbres. Si la plantation est vigoureuse il se peut qu’il faille intervenir avant. Généralement l’élagage doit être précoce et progressif (Hubert et Courraud, 1994). Précoce, il coûte moins cher et il est plus efficace car les branches sont de plus faible diamètre. De plus les défauts sont contenus dans un noyau de plus faible diamètre. Progressif, il traumatise moins les arbres. En effet l’élagage représente une forme d’agression pour l’arbre. De ce fait de nombreuses recommandations sont basées sur le diamètre des branches. Notamment, il est préférable d’élaguer dans le jeune âge des branches de faible diamètre pour diminuer la section où les pathogènes peuvent entrer et accélérer la cicatrisation (Montagu et al., 2003 ; Polge, 1969). Pour faire face aux blessures et agressions l’arbre réagit de deux manières (Shigo, 1984) :
– en isolant la zone infestée, pour ce faire il oppose à la progression des agents pathogènes des barrières chimiques dans lesquelles on trouve des substances antifongiques et antibiotiques.
– en développant sur le pourtour de la blessure un bourrelet cicatriciel et des barrières internes qui à terme doivent refermer les plaies. Dans les deux cas, les tissus infectés ou blessés ne se régénèrent pas, ils sont enkystés dans les tissus sains. Pour le clone P. delta ides x (P. laurifolia x P. nigra) var. Walker, Block et al. (2009) mentionnent que l’on peut intervenir une à deux années après l’établissement de la plantation. Rytter et Jansson (2009), recommandent d’élaguer quand la tige atteint un diamètre (dhp) de 15 cm, et de couper les branches dont le diamètre est compris entre 3 et 5 cm. L’ important serait l’âge des tissus blessés par la coupe. En effet, les petites blessures n’affectent que les jeunes tissus, ceux contenant des cellules de parenchyme actives, donc le plus fort taux de réserves en énergie. Plus la plaie est petite, plus la cicatrisation est rapide. La coupe de grosses branches entraîne quant à elle une cicatrisation plus longue et augmente le risque d’une coloration du bois plus étendue (Soutrenon, 1995). Enfin, d’un point de vue économique, une branche de petit diamètre âgée de 1 ou 2 ans se coupe sans difficulté alors qu’après 3 ou 4 saisons de végétation, couper la même branche demande 3 ou 4 fois plus de temps et rend l’élagage plus couteux (Hubert et Courraud, 1994).
L’intensité d’élagage correspond à la hauteur jusqu’à laquelle on enlève des branches. La hauteur de bois sans nœuds correspond généralement à la longueur utilisée par l’industrie soit 6 à 8m. Bien entendu l’opération ne se fait pas d’un seul coup. On conseille d’atteindre cette hauteur à l’aide de 4 à 5 élagages répartis sur les 10 premières années de la plantation (Boysen et Strobl, 1991 ; Portier et al., 2011 ; van Oosten, 2006) soit en 2 ou 3 élagages (Hubert et Courraud, 1994).
Les plaies d’élagage représentent une porte d’entrée pour les agents pathogènes, et plus une blessure reste ouverte longtemps, plus elle a de chance de s’infecter. Polge ( 1969), considère que la période la plus propice pour l’élagage semble être celle qui précède le départ de la végétation i.e., au printemps, car l’entrée en action de l’assise cambiale entraîne une cicatrisation plus rapide des plaies, qui sont à ce moment-là chez les conifères recouvertes d’une pellicule de résine. Cependant à la même période, les écoulements par les plaies de taille attirent les insectes et favorisent les pourritures (Hubert et Courraud, 1994). Chez Pinus sylvestris, élaguer à l’automne augmentait le risque d’infection des plaies par Phacidium coniferarum (Uotila et Mustonen, 1994). Montagu et al. (2003) précisent que même si en Tasmanie Eucalyptus nittens peut être élagué à n’importe qu’elle saison, la cicatrisation est bien plus rapide quand l’arbre est en pleine croissance et que le diamètre des branches est plus faible. En effet, les mécanismes de compartimentation dépendent de l’ activité physiologique des cellules des parenchymes ainsi que de la disponibilité des réserves emmagasinées. Pour cette raison, la saison a une influence sur la réaction des arbres suite à des blessures (Dujesiefken et Stobbe, 2002). Il semble donc que la taille des branches ne devrait pas être faite durant la période hivernale et que les blessures faites pendant la période de végétation sont plus efficacement compartimentées (Dujesiefken et al., 2005).
Lonsdale (1993), dans son étude sur la saison d’élagage a établi un calendrier des « bonnes » et des « mauvaises » saisons de l’élagage pour 9 espèces représentatives de la Grande Bretagne. Il préconise un élagage au milieu de l ‘été durant la saison de croissance car l’ arbre est actif et ses réserves ont été restaurées par la photosynthèse. Les composants de la défense des arbres dépendent de la croissance des cellules, qui sont plus actives qu’en période de dormance. En été, la disponibilité en sucres pour la conversion en défenses chimiques, comme la production de phénols, n’est pas réduite par le débourrement ou la floraison (Lons dale, 1993). De plus les blessures seraient moins susceptibles de s’infecter. En zone boréale au Canada, où la saison de végétation est plus courte qu’en Europe, les guides de populiculture préconisent d’élaguer le peuplier au début de l’été (Boysen et Strobl, 1991 ; Portier et al., 2011 ; van Oosten, 2006). Cependant ces recommandations découlent d’avantage des pratiques courantes et ne sont pas basées sur des études scientifiques qui auraient testé l’effet de la saison d’élagage sur la croissance ou la vigueur des arbres.
CONCLUSION GÉNÉRALE
L’élagage est une pratique ancienne, mais le choix de la saison d’élagage est un thème qui a reçu peu d’attention de la part des scientifiques. La plupart des prescriptions concernant l’élagage sont de natures empiriques et combinent besoins opérationnels et réponses de l’arbre en termes de croissance à différents traitements (Pinkard et Beadle, 2000). L’importance de comprendre les effets physiologiques reliés à l’élagage a commencé à être abordé dans les dernières années (Beadle et al., 2004; Medhurst et al., 2006; Mediene et al., 2002 ; Monta gu et al., 2003 ; Pinkard, 2003 ; Pinkard et al., 1999 ; Pinkard et al., 1998). Les réponses physiologiques associées à l’élagage sont propres à chaque essence (Heichel et Turner, 1983). De plus, des changements dans l’activité physiologique pourraient aussi intervenir en fonction de la saison d’élagage, ce qui permettrait d’adapter les traitements d’élagage en fonction des conditions climatiques. Le premier chapitre de cette étude visait donc à déterminer comment la saison et l’intensité d’élagage pouvaient affecter les réponses physiologiques et la croissance de 4 clones de peuplier hybride. Une réponse fréquente à l’élagage est la production de gourmands ou branches épicormiques, et l’émondage de ces gourmands est pratique courante. Cependant, puisque ces branches participeraient à l’activité photosynthétique de l’arbre et seraient coûteuses à produire dû à leur très fort taux de croissance, leur taille pourrait se traduire par un ralentissement de la croissance diamétrale de l’arbre. Dans cet ordre d’idée le deuxième chapitre de cette étude visait à déterminer le rôle de ces branches épicormiques dans l’activité physiologique de l’arbre ainsi que l’effet des traitements d’élagage sur leur production.
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Table des matières
CHAPITRE I INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1 L ‘élagage: définition et principe d’application
1.2 Effets physiologiques de l’élagage
1.2.1 Photosynthèse
1.2.2 Dynamique des glucides
1.2.3 Concentration foliaire en azote
1.2.4 Stress hydrique et isotopes du carbone
1.3 Effets de l’élagage sur la croissance
1.3.1 Accroissement en diamètre et défilement
1.3.2 Accroissement en hauteur
1.4 Branches épicormiques
1. 5 Expérimentation
1.6 Bibliographie
CHAPITRE II HYBRID POPLAR PHYSIOLOGICAL AND GROWTH RESPONSES TO PRUNING SEASON AND INTENSITY
2.1 Abstract
2.2 Introduction
2.3 Materials and methods
2.3.1 Study sites
2.3.2 Field sampling
2.3.3 Laboratory work
2.4 Statistical analyses
2.5 Results
2.5.1 Growth responses
2.5.2 Net photosynthesis
2.5.3 Stomatal conductance
2.5.4 Total non-structural carbohydrates (TNC)
2.5.5 Leaf nitrogen concentrations
2.5.6 Carbon isotope discrimination
2.6 Discussion
2.7 I’vianagement implications
2.8 References
CHAPITRE III PRODUCTION AND ROLE OF EPICORMIC SHOOT FORMATION IN HYBRID PO PL ARS: EFFECTS OF PRUNING SEASON AND INTENSITY
3.1 Abstract
3.2 Introduction
3.3 I’viaterials and methods
3.3.1 Study site
3.3.2 Field sampling
3.3.3 Laboratory work
3.3.4 Statistical analyses
3.4 Results
3.4.1 Number of epicormic shoots
3.4.2 Growth responses
3.4.3 Net photosynthesis
3.4.4 Total non-structural carbohydrates (TNC)
3.4.5 Epicormic shoots morphological responses
3.5 Discussion
3.6 I’vianagement implications
3.7 Acknowledgements
3. 8 References
CHAPITRE IV CONCLUSION GENERALE
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